材料与水化学第讲核电厂二回路水化学课件.ppt

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1、二回路水化学水化学与材料相容性水化学控制 二回路水化学控制的主要目的是：F 保护蒸汽发生器传热管不受二次侧水的腐蚀(应力腐蚀开裂)，防止积垢(添加分散剂)。F 防止给水管道腐蚀速率过快(流动加速腐蚀，FAC)。闭式冷却水系统水化学控制：F 防止设备腐蚀：添加防腐剂、缓蚀剂F 注意：根据系统设备的材料综合分析水化学控制的目的和意义回路系统设备Steam Cycle ComponentsSteamGeneratorHP Turbine Moisture Separator/ReheaterLP TurbinesGeneratorCondenserLP Heaters Deaerator HP He

2、atersFeedwaterCondensate热交换器管束、壳侧和管道的材料Materials of Construction Heat Exchanger Tubes,Shells and Piping冷凝器 管束 海军铜,铝铜,Cu-Ni 合金,不锈钢,钛合金壳体和管板 碳钢,铝铜低压加热器 LP Heaters管束 Cu-Ni 合金,不锈钢壳体和管板 碳钢高压加热器HP Heater管束 碳钢,不锈钢壳体和管板 碳钢汽水分离再热器 管束 碳钢,不锈钢壳体和管板 碳钢抽气管线碳钢;不锈钢替换件蒸汽发生器的材料Materials of Construction Steam Generato

3、rs Steam separators-carbon steel,300-series stainless steelAnti-vibration bars-carbon steel,stainless steelShell and shroud-carbon steelTube support structure-carbon steel,400-series stainless steelTube bundle Alloy 600TT,690TT,800Mod,Monel 400二回路给水中杂质的来源Sources of Feedwater Impuritiesn 冷凝器冷却水的泄漏(向内

4、)q 通过缝隙、点蚀孔、裂纹等q 带入非全挥发的无机盐，这些无机盐会在蒸汽发生器的缝隙处沉积，并影像pH值q 通常，阳离子主要为 Na+,K+,Ca2+,Mg2+;结污的主要成份q 酸性的离子：Cl-,F-,SO42-,CO32-,PO43-,SiO32-;腐蚀性q 冷却水中的杂质取决于水质来源n 海水,河水,湖水,冷却塔(闭式冷却水)n 水处理车间 Water Treatment Plant(WTP)q 澄清,砂滤,除盐(除盐床、反渗透)，给水抛光q 给水中主要的Si的来源为WTPq 腐植酸可以以有机氯、有机硫等产物形式通过水处理系统，在蒸汽发生器中分解为腐蚀性的Cl-,SO42-q 除盐床

5、和反渗透系统的再生药剂也可能通过阀门的泄漏、误操作等原因进入给水系统冷凝水抛光 Condensate Polishing n 凝水抛光系统主要用于海水冷却系统，以去除因冷凝器的泄漏而引入的杂质n 凝水抛光系统采用阴阳混床树脂q Resin-H+Na+Resin-Na+H+q Resin-OH-+Cl-Resin-Cl-+OH-n 用于控制pH值的胺类添加剂也被 H+交换,会降低树脂对Na+离子的选择性n 凝水系统的泄漏(污染)来源:q 随着树脂被转化为胺型，树脂对Na+选择性下降q 树脂再生后残余离子脱落或泄漏q 树脂的失效、降级二回路水质对蒸汽发生器的影响Impact on Steam Ge

6、nerator Performance70%-80%沉积在管束和管子支撑板上给水中的腐蚀产物在蒸汽发生器中的沉积10%-15%沉积在管板 一般只有 10%被排污流带走在传热管束上的沉积影响传热特性在管支撑板上的沉积会增加流动阻力，影响水力特性水中的杂质会在水流不畅的部位，如管板、管支撑板缝隙等处浓缩、沉积，形成腐蚀性环境田湾核电站蒸汽发生器n 田湾核电站采用俄罗斯WWER-428型反应堆q 4台卧式蒸汽发生器(每台10978根161.5mm奥氏体08X18H10T不锈钢U型传热管)张春明，宋琛修，侯伟，赵鹏宇.核安全,2006.2田湾核电站蒸汽发生器传热管腐蚀问题n 2003.12.15200

7、4.1.15,对一号机组4台SG传热管冷态试验后第一次设备检查时，抽取10传热管共4884根进行涡流检查，除1号SG外，其它三台中123根传热管上发现130个异常信号，俄方错误判断为铁磁性污染，认为热试后会正常n 2004.4.30日热试结束，进入第二次检查，从5.1开始，经饿核动力检修公司、NIKIMT、克罗地亚INETEC公司和法国Framatome公司多次复检，确认缺陷确实存在n 2004.6.9江苏核电向核安全局递交蒸汽发生器传热管涡流检查发现异常信号事件报告n 为查明情况，江苏核电对一号机4台SG进行了100长度涡流检查，除1号SG外，其余3台SG共发现717个异常信号n 2004.

8、6.2430日，2号SG割管检查结果表明，传热管缺陷为氯致应力腐蚀裂纹。张春明，宋琛修，侯伟，赵鹏宇.核安全,2006.2田湾核电站SG 传热管腐蚀根本原因n 蒸汽发生器防腐违反了俄罗斯国家标准OCT9.014-78的规定q 未对SG传热管外表面采取任何防腐措施，无法避免外界环境污染SG传热管，从而导致海边含氯环境下的腐蚀n SG冲洗过程违反了操作规程，导致传热管外表面氯离子超标q SG二次侧壳体内表面涂有M1防腐涂层，主要成份为环己胺(C6H11-NH2)，其中含有较高浓度的氯离子q 按照蒸汽发生器去除防腐程序要求，SG二次侧第一次注入容积2/3的60以上的热水浸泡后排空，第二次再注满热水浸泡后排空，重复直至防腐层去除干净q 2003年11月，俄调试单位(ATE)在对SG二次侧去防腐冲洗过程中，对1号SG按照程序要求冲洗两次，而对其余3台只注水冲洗一次田湾核电站SG 传热管缺陷的处理n 采用锥形塞头手工氩弧焊堵管q 对缺陷深度大于传热管壁厚30的传热管堵管q 3台蒸汽发生器共堵管707根n 其它处理措施q 剩余缺陷深度在2530壁厚的传热管，在今后的在役检查中重点跟踪q 在江苏核电发出事件报告到SG重新注水进行正常保养之前，除涡流探伤、切割传热管和堵管等期间之外，SG一直处于干保养状态，时间长达16个月之久。